Budownictwo energooszczędne, właściwości cieplno – wilgotnościowe materiałów i przegród budowlanych. Sposoby ograniczania strat cieplnych przez przenikania i wentylację, pozyskiwanie energii odnawialnej. Ocena energetyczna budynków.

BUDOWNICTWO
ENERGOOSZCZĘDNE,
WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNO –
WILGOTNOŚCIOWE MATERIAŁÓW
I PRZEGRÓD BUDOWLANYCH.
SPOSOBY OGRANICZANIA STRAT
CIEPLNYCH PRZEZ PRZENIKANIA
I WENTYLACJĘ, POZYSKIWANIE
ENERGII ODNAWIALNEJ. OCENA
ENERGETYCZNA BUDYNKÓW.

Opracowała: Natalia Motak

BUDOWNICTWO

ENERGOOSZCZĘDNE

Budynek energooszczędny to

budynek dobrze izolowany, z odpowiednim
systemem wentylacyjnym, pozwalającym
na wymianę zużytego powietrza z wnętrza
domu.

Umożliwia to specjalna instalacja
wentylacyjna, której centralny element
stanowi wymiennik ciepła.

Dom energooszczędny ma za zadanie
zmniejszyć koszty ogrzewania, zredukować
emisję gazów cieplarnianych i podnieść
komfort użytkowania budynku.

Okna w niskoenergetycznych

budynkach powinny być zaprojektowane
tak, aby promienie słoneczne przenikały
do wnętrza pomieszczenia, a straty
ciepła na zewnątrz były w dużym
stopniu ograniczone.

Bardzo duże znaczenie ma bryła
budynku, rozmieszczenie okien,
drzwi i pomieszczeń.

Istotne znaczenie ma również stosunek
przegród wychładzanych do kubatury,
likwidacja mostków termicznych,
szczelność konstrukcji i kontrola
powietrza, które napływa i wypływa z
budynku.

Konieczna jest dobrze opracowana wentylacja
mechaniczna z możliwością odzyskiwania ciepła z
powietrza zużytego (przez wentylację tracimy
nawet 40% całkowitych strat cieplnych
budynku).

Wszystkie te elementy współgrając ze sobą
redukują zapotrzebowanie na energię do wartości:
Domy energooszczędne - 40-70Kwh/m

rok,

Domy niskoenergetyczne 15-40Kwh/m

rok,

Domy pasywne - poniżej 15kwh/m

rok.

Standardowe domy w Polsce zużywają

120 – 160Kwh/m

rok

REDUKCJA STRAT

CIEPŁA

Istota budownictwa energooszczędnego tkwi w
ciągłej redukcji strat ciepła.

Zaczyna się to od momentu posadowienia
budynku .



należy wykonać izolację pionową fundamentów



ograniczyć możliwość wychładzania się gruntu
wokół budynku (ułożenie poziomej izolacji
obwodowej)



nie dopuścić do wychładzania się ścian w
kierunku pionowym od gruntu (rozwiązać
poziomą izolację przycokołową)



opracować odpowiednią izolację ścian



należy ocieplić dach, w szczególności styk muru
z konstrukcją więźby (duże straty ciepła po
krokwiach, łatwo o niedokładności wykonawcze)



ograniczyć mostek powstający na styku ściany i
ramy okiennej (odpowiednie zamocowanie okien
i drzwi)



okna powinny charakteryzować się bardzo
dobrymi parametrami energetycznymi



można osadzić okna w warstwie izolacji
termicznej na specjalnych wspornikach

ILE TO KOSZTUJE?

Budynek energooszczędny jest droższy od
tradycyjnego o około 6-8 %.

Na dodatkowe koszty składa się:
• wykonanie solidnej izolacji: ścian (20cm),
podłóg na gruncie (15cm), fundamentów
(15cm) i poddasza (30cm)
• wentylacja z rekuperatorem i gruntowym
wymiennikiem ciepła
• instalacja lepszych niż zwykłe okien

Te dodatkowe koszty przy dzisiejszych cenach
energii zwracają się już po kilku latach.

Budynek energooszczędny o powierzchni
150- 200m

oszczędza rocznie około

1000kw/h energii.

Pozwala to właścicielowi takiego domu
na zatrzymanie w kieszeni od 1500 do
5500 zł.

Ogrzewając taki dom przez dekadę
jesteśmy w stanie zaoszczędzić w
zależności od nośnika energii:
• energia elektryczna:
- taryfa całodobowa - ok. 52.000 zł,
- taryfa nocna – ok. 23.000 zł,
• gaz płynny – ok. 30.000 zł,
• olej opałowy- ok. 27.000 zł,
• gaz ziemny- ok. 18.000 zł.

ZAGADNIENIA

CIEPLNO - WILGOTNOŚCIOWE

Problemy wilgotnościowe wynikać mogą z
następujących czynników:



zawilgocenia materiałów, tworzących przegrody,
w wyniku nieskutecznego działania odpowiedniej
izolacji przeciwwodnej i przeciwwilgociowej lub
ewentualnego jej uszkodzenia



parametrów technicznych przegrody -
współczynnik przenikania ciepła przegrody - "U",
rozkładu ciśnień pary wodnej w przegrodzie
(wskazującego na ewentualne wystąpienie strefy
kondensacji)



zawilgocenia w wyniku działalności codziennej
użytkowników budynku (oddychanie, gotowanie,
pranie, toaleta)

Na wewnętrznej powierzchni
nieprzezroczystej przegrody zewnętrznej nie
może występować kondensacja pary wodnej
umożliwiająca rozwój grzybów pleśniowych
(nie może być warunków do powstawania
pleśni na ścianach wewnątrz budynków).

W pomieszczeniu nie może występować
narastające w kolejnych latach zawilgocenie
spowodowane kondensacją pary wodnej
(muszą istnieć odpowiednie warunki do
wysychania ścian).

Rozporządzenie Ministra
Infrastruktury
z dnia 6 listopada 2008 zwraca uwagę
na to aby zapewnić odpowiedni poziom
wilgoci w budynkach.

„Cieplno-wilgotnościowe właściwości
komponentów budowlanych i elementów
budynku. Temperatura powierzchni
wewnętrznej konieczna do uniknięcia
krytycznej wilgotności powierzchni i
kondensacja międzywarstwowa. Metody
obliczania”

Pokazuje ona jak wyliczać odpowiednie
współczynniki.

Do sprawdzenia obu warunków w
Rozporządzaniu przywołuję się normę PN –
EN ISO 13788:

Pierwszy warunek na uniknięcie wzrostu
grzybów pleśniowych polega na
zaprojektowaniu przegrody tak, aby tzw.
maksymalny obliczeniowy czynnik
temperaturowy na powierzchni wewnętrznej
(f

Rsi,max

) był mniejszy od dopuszczalnego: f

Rsi

Rsi,max

Czyli temperatura przegrody na
powierzchni wewnętrznej nie może być
niższa od przyjętego minimum.

Wyznacza się je w oparciu o założenie
maksymalnej wilgotności względnej na
powierzchni przegrody, której przekroczenie
powodowałoby wzrost grzybów pleśniowych.

W przypadku grzybów pleśniowych tą
krytyczną wartością wilgotności względnej
jest 80%.

Drugi warunek uznaje się także za spełniony, jeśli ilość
wytworzonej wilgoci w przegrodzie wysycha w ciągu
roku tak, aby nie następował jest przyrost w kolejnych
latach

Aby sprawdzić oba warunki dla projektowanej przegrody,
należy wykonać roczne (dla każdego miesiąca) obliczenia.

Musimy znać wilgotności i temperatury powietrza
zewnętrznego oraz wewnętrznego, parametry
cieplne oraz wilgotnościowe (współczynnik oporu
dyfuzyjnego, dyfuzyjnie równoważna grubość warstwy
powietrza) warstw przegrody, dla każdego miesiąca
roku wyznacza się rozkład ciśnień pary wodnej w
przegrodzie oraz oblicza czynnik temperaturowy na
powierzchni wewnętrznej dla założonej wilgotności
krytycznej.

ZJAWISKA

CIEPLNO-

WILGOTNOŚCIOWE

MATERIAŁÓW

BUDOWLANYCH



Przewodzenie ciepła



Sorpcja wody



Dyfuzja pary wodnej



Kapilarny ruch wody (podciąganie
kapilarne)

PRZEWODZENIE CIEPŁA

W MATERIAŁACH BUDOWLANYCH:



jest to podstawowa cecha
termofizyczna materiałów
budowlanych



zachodzi w obrębie ciała, w którym
istnieją różnice temperatury



parametrem określającym to
zjawisko jest współczynnik
przewodzenia ciepła, l [W/mK]

SORPCJA WODY:



polega na pochłanianiu pary
wodnej przez materiały porowate



zachodzi na powierzchni
(adsorpcja) lub w objętości
(absorpcja) materiału budowlanego



charakteryzuje ją izoterma sorpcji

DYFUZJA PARY

WODNEJ



występuje w elementach przegrody
oddzielających przestrzenie o różnym
ciśnieniu (różnej zawartości pary wodnej)



podczas dyfuzji może nastąpić
kondensacja pary wodnej wewnątrz
przegrody



zjawisko przebiega optymalnie gdy
materiał jest prawie suchy

KAPILARNY RUCH WILGOCI

(PODCIĄGANIE KAPILARNE)



kapilarny ruch wilgoci wywołany jest
siłami kapilarnymi (zjawisko adhezji)



podciąganie kapilarne ma największe
znaczenie gdy kapilary są co najmniej
częściowo zawilgocone



może zachodzić także w zjawisku
zawilgocenia przegrody na skutek
opadów atmosferycznych

O G R Z E WA N I E BU D Y N KU:
J A K Z M N I E J S Z YĆ Z A P O T R Z E B O WA N I E N A
E N E R G I Ę ?

Zapotrzebowanie na energię do
ogrzewania budynku jest różnicą między
stratami ciepła oraz wykorzystywanymi
zyskami (ciepła słonecznego i
wewnętrznego).

Straty ciepła budynku następują z
pomieszczeń do powietrza zewnętrznego i
gruntu pod budynkiem przez przenikanie
oraz w wyniku wentylacji.

OGRANICZENIE STRAT

CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE

Należy stosować rozwiązania budowlane, w

których współczynnik przenikania ciepła wynosi
max. 0,2 W/m

K oraz unikać mostków cieplnych

(odpowiednio dobrane warstwy ścian zewnętrznych,
dachów, stropodachów i dachów nad nieogrzewanym
poddaszem, podłóg na gruncie lub nad nieogrzewaną
piwnicą).

Najbardziej ekonomicznie jest stosowanie w
przegrodach odpowiednio grubych warstw izolacji
cieplnej.

Ich solidne wykonanie zapewniające szczelną otulinę
cieplną.

Ważny jest odpowiedni dobór okien i drzwi
zewnętrznych o właściwym standardzie przeszkleń
oraz szyb.

Zaleca się budowanie ścian zewnętrznych
warstwowych lub szkieletowych.

Ściana zewnętrzna dwuwarstwowa:
- przykład z siatką na kleju i tynkiem cienko-
powłokowym
- licowanie okładziną z płytek elewacyjnych

Ściana zewnętrzna trójwarstwowa:
- z pustką powietrzną - bez
szczeliny wentylacyjnej

Rodzaj przegrody

Materiał izolacyjny

Zwykły styropian lub wełna [cm]

Srebrnoszary Styropian
Platinium Plus Termo Organiki [cm]

Ściany warstwowe

Stropy poddasza nieużytkowego

Stropodachy

Dachy

Stropy nad piwnicą nieogrz.

Podłogi na gruncie

Optymalna grubość izolacji

Oprócz dobrej izolacyjności termicznej

ścian istotnym parametrem jest również
ich akumulacyjność cieplna
(wykorzystywanie zysków ciepła).

Pozyskiwanie ciepła słonecznego
wyłącznie przez system pasywny
bezpośredni (pompy ciepła i kolektory
słoneczne) nie jest opłacalne finansowo.
Okna traktujemy jako miejsce
pozyskiwania ciepła, dlatego
montujemy duże okna na południowej
elewacji, a możliwie małe na północnej
(traktujemy ewentualnie garaż jako
bufor od północy).

Ważnym elementem
wykonania "ciepłej"
ściany są prawidłowo
rozwiązane detale:
w ścianach
dwuwarstwowych
dobre ocieplenie
ościeży
(grubość 5 cm) z
wykorzystaniem
szerokich ościeżnic
okiennych

Dobre ocieplenie ościeża

OGRANICZANIE STRAT

CIEPŁA PRZEZ WENTYLACJĘ

Straty przez wentylację
ogranicza się przez kontrolę i
odzysk powietrza wentylacyjnego
dzięki wentylacji mechanicznej
nawiewno-wywiewną z
gruntowym wymiennikiem ciepła
służącym zimą do nagrzewania
powietrza wentylacyjnego ,a
latem do jego chłodzenia lub
przez świadome wietrzenie
pomieszczeń.

OCENA

ENERGETYCZNA

BUDYNKU

Charakterystyka energetyczna

jest to zbiór danych i wskaźników
energetycznych budynku dotyczących
obliczeniowego zapotrzebowania
budynku na energię na cele
ogrzewania, ciepłej wody użytkowej,
wentylacji i klimatyzacji, czasem
również oświetlenia.

CHARAKTERYSTYKA

ENERGETYCZNA I

EKOLOGICZNA

OBIEKTU OKREŚLA



wartości cieplne przegród
zewnętrznych i wewnętrznych
(obliczono współczynniki
przenikalności cieplnej przegród)



sprawność instalacji grzewczej



zapotrzebowanie wody i ilość
odprowadzanych ścieków

Zgodnie z Rozporządzeniem

Ministra Infrastruktury z dnia
6 listopada 2008r. dla
budynków jednorodzinnych nie
wymaga się przedstawienia
charakterystyki energetycznej w
projekcie budowlanym.

Natomiast świadectwo
(certyfikat) energetyczne
wymagane jest przy oddawaniu
obiektu do użytkowania, jego
zbywaniu lub najmowaniu.

Projekt stanowi podstawę do sporządzenia
charakterystyki energetycznej obiektu.

Opracowanie to dostosowane musi być do
konkretnego budynku w konkretnej
lokalizacji. Istotny wpływ na zapotrzebowanie
budynku na energię na cele ogrzewania ma
usytuowanie działki budowlanej, na której
budynek jest zlokalizowany i samego budynku
względem stron świata.

Równie ważne są zastosowane systemy
wentylacji i sposób ogrzewania budynku.

Świadectwo energetyczne jest sporządzane na

podstawie oceny energetycznej, następnie następuje
przyporządkowanie budynkowi klasy energetycznej.
Jest ono przygotowywane w formie pisemnej oraz
elektronicznej.
Elektroniczna forma ma umożliwiać spełnienie obowiązku
rejestracji wszystkich wystawianych świadectw
energetycznych dla budynków w krajowym rejestrze
świadectw.
Świadectwa energetycznego dla konkretnego budynku nie
może przygotowywać jego projektant, kierownik budowy
czy zarządzający tym budynkiem, a także jego właściciel.

Działania budowlane przeprowadzane w okresie
ważności świadectwa, mające wpływ na zmianę jego
charakterystyki energetycznej, skutkują koniecznością
przygotowania nowego świadectwa, potwierdzającego
dokonane w nim zmiany energetyczne.

Jeśli po 10 - latach ważności świadectwa w
budynku/lokalu mieszkalnym nie dokonano, żadnych
modernizacji zadaniem audytora energetycznego jest
potwierdzić jego aktualność i przedłużyć ważność na
kolejne 10 lat.

Świadectwo jest wystawiane dla budynku/lokalu
nie jest związane z jego właścicielem czy
nabywcą.

STOSOWANIE

ODNAWIALNYCH

ŹRÓDEŁ ENERGII

Do odnawialnych źródeł energii
należy zaliczyć:



energię słoneczną



ziemną, wiatrową



wodną



biomasę



biogaz

Ten rodzaj pozyskiwania energii

jest niewyczerpalny i najmniej
szkodliwy dla środowiska
naturalnego.
Słońce w Polsce w zależności od miejsca
dostarcza od 900 do 1200 kWh energii na
m

powierzchni poziomej rocznie.

Pozwala to na wykorzystywanie energii
słonecznej w sposób bierny i czynny.
Bierny polega na rozplanowaniu
pomieszczeń i otworów okiennych w
budynku umożliwiającym penetrację
promieni słonecznych i tym samym
ogrzanie pomieszczeń, które następnie
uwzględniane jest jako zysk w bilansie
energetycznym obiektu.
Czynne wykorzystanie energii opiera się
na stosowaniu kolektorów słonecznych i
baterii fotowoltaicznych.

Kolektory w warunkach Polskich

służą głownie do uzyskania cieplej
wody użytkowej oraz
wspomagająco do systemów
ogrzewania wodnego.
W tych wariantach wykorzystywane są
wymienniki ciepła.
Natomiast baterie fotowoltaiczne służą
do uzyskania energii elektrycznej.

Wymienione zastosowania są podstawą do
projektowania tzw. architektury solarnej.

Energia ziemna wykorzystywana jest głownie
przy pompach cieplnych, które wykorzystywane
są do instalacji c.o., uzyskiwania c.w.u. lub do
ogrzewania powietrza wentylacyjnego.

Występują pompy wodne i powietrzne.

Działanie pomp wodnych opiera się na
wykorzystywaniu ciepła zgromadzonego w
gruncie za pomocą wymiennika, który układa
się w gruncie na głębokości około 1,5-2 metry,
poziomo lub pionowo.

Źródłom ciepła może być także woda gruntowa,
która przez cały rok ma temperaturę około 10
oC.

Energia wiatrowa jest
rozpowszechniona w krajach Europy
Zachodniej – natomiast jest rzadko
spotykana Polsce.

Służy ona do wytwarzania prądu przy
pomocy wiatraków o wysokości około
50-80 m.

Wymagają one specjalnych
zabezpieczeń technicznych i są
lokalizowane w odległości minimum
400metrow od zabudowań
mieszkalnych.

Są dyskutowane ze względu na ochronę
krajobrazu oraz negatywne
oddziaływanie na zwierzęta i ptactwo.

Energia wodna – także rzadko stosowana w Polsce,
wykorzystywana jest w krajach wysokorozwiniętych
w postaci turbin instalowanych na płynącej wodzie
rzek lub kanałów – do uzyskiwania energii
elektrycznej.

Biomasa jest najbardziej rozpowszechnionym
źródłem energii odnawialnej w Polsce. Opiera się na
substancjach pochodzenia głownie roślinnego takich
jak: drewno i odpady drzewne, słoma i rośliny
energetyczne, które spalane są w specjalnych
kotłach. Ze względu na specyfikę działania tych
kotłów zaleca się stosowanie zbiorników
akumulacyjnych, które oddają ciepło kiedy piec
zgaśnie.

Biogaz powstaje w procesie fermentacji szybko
psujących się resztek spożywczych, odpadów
przemysłowych i roślinnych oraz fekaliów
zwierzęcych bądź miejskich. Za opłacalne uważa się
instalacje zasilane odpadami i fekaliami
pochodzącymi od 500 do 1000 mieszkańców.

Document Outline